Forschung 22. Mrz 2018, 12:31 Uhr Susanne Donner

Deutschland und seine seltenen Erden

Allerorten tauchen knappe Rohstoffe auf. Auch in Deutschland. Der Grund für die überraschende Entdeckung: Bisher hatte niemand so genau gesucht.

Seesand enthält viel Zirkon, das Gießereien und Glasfabriken für ihre Prozesse benötigen. Darin sind die seltenen Erden eingebettet.
Foto: panthermedia.net/kotomiti

Groß war der Aufschrei, als ab 2010 die Preise für seltene Erden explodierten. Kein Windrad, kein Mobiltelefon, kein Auto, in dem nicht die Hightech-Zutaten stecken. Aber Deutschland habe sie nicht, hieß es damals. Die meisten der kritischen Rohstoffe wurden deshalb aus China importiert.

Umso mehr überraschte die Botschaft des Rohstoffkongresses kürzlich in Berlin. Allerorten fänden Forscher hierzulande kritische Rohstoffe, darunter auch seltene Erden. Im Seesand, in Abraumhalden ehemaliger Bergwerke, in Flüssen. Mancherorts würde sich die Gewinnung aus den heimischen Quellen sogar lohnen.

„Vorher hatte einfach niemand danach gesucht“, resümiert der Geowissenschaftler Michael Bau von der Jacobs Universität Bremen. Jahrzehntelang waren die Rohstoffe nicht wirtschaftlich interessant. Als sie gebraucht wurden, vertraute die Industrie auf den Import.

Die überraschenden Funde an kritischen Rohstoffen sind Ergebnisse des Forschungs- und Entwicklungsprogramms „Wirtschaftsstrategische Rohstoffe für den Hightech-Standort Deutschland“, das das Bundesforschungsministerium 2012 aufgelegt hat. Im Zuge dessen gibt der Bund Geld für 40 Forschungsprojekte. „Wir wollen die Rohstoffversorgung sichern und die Verwendung effizienter gestalten“, erklärt dazu Helmut Löwe vom Bundesforschungsministerium.

Für besonders großes Aufsehen sorgte die Entdeckung einer ganzen Reihe gefragter Rohstoffe in den Absetzbecken eines ehemaligen Erzbergwerks im Harz. Bis zu 50 t Indium, 200 t Gallium und 1300 t Kobalt stöberten die Forscher im Schlamm der Seen am Rammelsberg auf. Das würde alleine Einnahmen von einigen Hundert Mio. € erwarten lassen. In den winzigen Partikeln, weniger als 50 µm groß, kommen aber auch andere Wertstoffe, darunter seltene Erden, vor. Ein Projektpartner, die Stöbich Holding aus Goslar, ein umsatzstarkes Unternehmen, das sein Kerngeschäft im Brandschutz hat, strebt jetzt den kommerziellen Abbau an.

Mithilfe von Schwefelsäure gewinnen die Wissenschaftler an der TU Clausthal bereits Indium und Kobalt in der Größenordnung einiger Gramm aus dem Schlamm. „Die übrigen Rohstoffe können wir zum Teil nicht mit bekannten Techniken isolieren. Wir entwickeln noch Verfahren dafür“, sagt Projektleiter Torsten Zeller. Die Vision sei, die Wälle und Dämme samt den Absetzbecken zurückzubauen und alle werthaltigen Rohstoffe daraus zu gewinnen. Das würde auch die Umweltbelastung durch die Metalle vermindern.

Wertvolle Rohstoffe finden sich nicht nur im Umfeld alter Bergwerke. Gestaunt hat Michael Bau, als er Rheinwasser auf seltene Erden untersuchte und bis in die Niederlande Lanthan nachweisen konnte. Ein Rohstoff, den Deutschland derzeit für bis zu 10 000 €/t einführt und unter anderem für spülmaschinenfeste Gläser und Kameralinsen benötigt.

Auf der Suche nach der Quelle entdeckte Bau einen lanthanverarbeitenden Betrieb, die Grace GmbH in Worms, die Katalysatoren für die Erdölindustrie erzeugt. Dafür braucht sie Lanthan. Da es keine Grenzwerte für seltene Erden im Abwasser und Wasser gibt, leitet der Betrieb die rohstoffreichen Rückstände in den Rhein. „Wir haben an der Einleitungsstelle knapp 50 mg/l gemessen. Effekte bei Lebewesen treten aber schon bei 1 mg/l auf“, kritisiert Bau.

Es ist kein Einzelfall: In vielen Trinkwässern ist mittlerweile auch die Kostbarkeit Gadolinium nachweisbar. Auf dem Weltmarkt gibt es die Tonne aktuell für knapp 23 000 €. Die seltene Erde stammt aus Krankenhausabwässern. Patienten bekommen sie dort in Form von Kontrastmitteln in die Venen gespritzt, ehe ein Magnetresonanztomogramm von ihrem Körper aufgenommen wird. In den bisherigen Mengen im Trinkwasser schade sie den Menschen wohl nicht. Aber vergeudet sei sie damit allemal, findet Bau.

Künftig wäre es zumindest möglich, das preiswertere Lanthan aus dem Abwasser zu retten. Forscher des Deutschen Textilforschungszentrums Nord-West in Krefeld haben in einem weiteren Projekt im Rahmen der Rohstoffinitiative einen Stoff entwickelt, der die seltene Erde vollständig aus dem Wasser filtert. Dazu beladen sie einen Polyesterfilz mit Polyacrylsäure, einer Chemikalie, die Lanthan binden kann. Gerade fertigt ein Unternehmen 200 Laufmeter des textilen Lanthanfängers.

Das eine oder andere heimische Vorkommen an seltenen Erden war schon in früheren Zeiten bekannt, geriet jedoch in Vergessenheit. So ist das mit dem deutschen Seesand. Rund 500 000 t dieses feinen Schlicks holen Bagger jedes Jahr aus der Ostsee, um die Strände schön herzurichten. Einige dieser Sande enthalten viel Zirkon, ein Material, das Gießereien und Glasfabriken benötigen. Darin sind die seltenen Erden eingebettet. Das Unternehmen Geos aus dem sächsischen Halsbrücke arbeitet derzeit an einem Verfahren, diese kostbaren Rohstoffe mit einem biologischen Verfahren aus dem Seesand abzutrennen. „Unser Ziel ist die kommerzielle Gewinnung“, sagt der Chemiker Mirko Martin, Projektleiter aus dem Unternehmen.

Oft blieben Bergbauvorhaben in der Vergangenheit in der Forscherschublade, weil es an finanzstarken Investoren fehlte. Diese scheuen auch die kritischen Bürger hierzulande, die sich gegen eine Renaissance des Bergbaus wehren könnten. Wissenschaftler wie Zeller von der TU Clausthal glauben jedoch an eine Zeitenwende. „Die Parteien haben bei einer Anhörung im Kreistag in Goslar unser Projekt einstimmig befürwortet“, sagt er. So ein klares Votum gebe es selten.

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